МНОГОХОДОВОЙ КЛАПАН И БЛОК МНОГОХОДОВОГО КЛАПАНА Российский патент 2018 года по МПК F16K11/74 E21B34/02 F15B13/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к многоходовому клапану и блоку многоходового клапана, относящемуся к области систем добычи и транспортирования нефти и газа, например, для нефтяной и химической промышленности и т.п.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Многоходовой клапан является важной деталью в оборудовании для добычи сырой нефти. Многоходовой клапан снабжен несколькими отверстиями для нефти, которые соединены с трубопроводами для доставки нефти (включая измерительный трубопровод, впускные трубопроводы для жидкости и коллекторный трубопровод). В китайской заявке на изобретение №201320031213.1 представлен многоходовой клапан, верхний корпус которого выполнен с множеством отверстий для нефти, расположенных в направлении вдоль его окружности, а соответствующий измерительный трубопровод и впускные трубопроводы для жидкости должны быть расположены в направлении вдоль окружности верхнего корпуса клапана для соединения с отверстиями для нефти. Однако измерительный трубопровод и впускные трубопроводы для жидкости расположены таким образом, что блок многоходового клапана (трубопроводы, многоходовой клапан и детали крепления, совместно называемые блоком многоходового клапана) занимает сравнительно большое пространство, и схема трубопровода является сравнительно сложной. Кроме того, поворотный сердечник клапана многоходового клапана проходит через монтажные отверстия верхнего корпуса клапана и нижнего корпуса клапана и смонтирован на верхнем корпусе клапана и нижнем корпусе клапана с помощью подшипника качения. При высоких температурах, поскольку поворотный сердечник клапана может расширяться, диаметр и длина поворотного сердечника клапана значительно увеличивается, в частности, длина поворотного сердечника клапана увеличивается более явно, поэтому при установке подшипника качения создают определенный осевой зазор для компенсации увеличения длины поворотного сердечника клапана. Однако компенсация такого рода ограничена, она подходит лишь для случая, когда поворотный сердечник клапана имеет небольшую величину удлинения; когда же поворотный сердечник клапана имеет большую величину удлинения в среде с высокой температурой, осевой зазор подшипника качения не может выполнять компенсацию, так что поворотный сердечник клапана прижимается к подшипнику качения, а это приводит к тому, что поворачивание поворотного сердечника клапана не выполняется плавно, или даже заклинивается. Кроме того, в среде с высокой температурой и высоким давлением многоходовой клапан подвержен возникновению явления утечки нефти. Для решения указанных проблем необходимо учитывать следующие моменты:

1. Внутренняя конструкция многоходового клапана должна быть оптимизирована в достаточной степени, чтобы изменить схему трубопровода.

2. Создание соответствующего осевого зазора поворотного сердечника клапана, чтобы предотвратить заклинивание поворотного сердечника клапана во время поворачивания, вызванное указанными выше причинами.

3. Использование безопасного и надежного уплотнения для предотвращения утечки нефти, и создание многоходового клапана, удобного в обслуживании.

4. Поворотный сердечник клапана должен быть установлен радиально так, чтобы предотвращать связывание или заклинивание друг с другом поворотного сердечника клапана и верхнего корпуса клапана из-за их несоответствующего расширения, происходящего вследствие разности внутренней и наружной температуры.

5. Обеспечение ускорения соединения между трубопроводом и многоходовым клапаном и изменения исходного фланцевого соединения.

6. Сокращение стоимости обработки и установки.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ввиду вышеуказанных технических проблем, существующих в уровне техники, в настоящем изобретении представлен многоходовой клапан, внутренняя конструкция которого оптимизирована, а положение каналов для нефти расположено соответствующим образом, чтобы трубопровод для передачи нефти, соединенный с ним, занимал меньшее пространство и меньшую площадь.

Для решения указанных технических проблем в данном изобретении применено техническое решение, описанное ниже.

Многоходовой клапан содержит верхний корпус клапана, нижний корпус клапана и поворотный сердечник клапана. Поворотный сердечник клапана содержит корпус сердечника клапана в виде штока и выступающую часть, которая выступает в радиальном направлении из корпуса сердечника клапана. Поворотный сердечник клапана снабжен каналом, направляющим нефть, один конец которого проходит через выступающую часть в направлении верхнего конца нижнего корпуса клапана образования в нем впускного отверстия для нефти, а другой конец проходит через нижний конец поворотного сердечника клапана для образования в нем выпускного отверстия для нефти. Нижний корпус клапана снабжен множеством впускных каналов для нефти и измерительным каналом, при этом множество впускных каналов для нефти проходит через нижний и верхний конец нижнего корпуса клапана для образования в нем, соответственно, впускных отверстий и выпускных отверстий для нефти. Выпускное отверстие для нефти впускного канала для нефти расположено на окружности, имеющей величину радиуса от впускного отверстия для нефти канала, направляющего нефть, до его оси, с осью корпуса сердечника клапана в качестве центра окружности, так что, когда корпус сердечника клапана поворачивается, канал, направляющий нефть, выполнен с возможностью стыковки с любым из впускных каналов нефти. Один конец измерительного канала проходит через нижний конец нижнего корпуса клапана для образования его измерительного отверстия, а другой конец сообщается с выпускным отверстием для нефти канала, направляющего нефть.

Предпочтительно, указанное множество впускных каналов и измерительный канал представляют собой вертикальные каналы, так что, когда канал, направляющий нефть, состыкован с впускным каналом для нефти, причем состыкованные впускные каналы для нефти, канал, направляющий нефть, и измерительный канал образуют U-образный проточный канал для прохода через него жидкой нефти.

Предпочтительно, внутреннее пространство верхнего корпуса клапана образовано полостью, сообщающейся с впускными каналами для нефти, а наружная часть корпуса клапана представляет собой цилиндрическую поверхность, при этом верхний корпус клапана выполнен с коллекторным трубопроводом, проходящим от внешней периферии верхнего корпуса клапана и сообщающимся с полостью.

Предпочтительно, верхний корпус клапана и нижний корпус клапана, соответственно, снабжены соосным верхним монтажным отверстием и нижним монтажным отверстием. Верхний конец корпуса сердечника клапана проходит через верхнее монтажное отверстие и выступает из него, а его нижний конец расположен в нижнем монтажном отверстии. Корпус сердечника клапана, расположенный ниже верхнего корпуса клапана, выполнен с первой ступенчатой поверхностью, обращенной к верхнему корпусу клапана. Регулировочная гайка, расположенная ниже корпуса сердечника клапана, установлена в нижнем монтажном отверстии, при этом регулировочная гайка соединена посредством резьбы со стенкой отверстия нижнего монтажного отверстия, и корпус сердечника клапана выполнен с возможностью перемещения вверх и вниз при регулировке регулировочной гайки так, чтобы регулировать осевой зазор между первой ступенчатой поверхностью и верхним корпусом клапана.

Предпочтительно, между верхним монтажным отверстием и корпусом сердечника клапана установлена верхняя втулка штока. Между нижним монтажным отверстием и корпусом сердечника клапана установлена нижняя втулка штока. Корпус сердечника клапана выполнен со второй ступенчатой поверхностью, упирающейся в верхний конец нижней втулки штока. Нижний конец нижней втулки штока выступает из нижнего конца корпуса сердечника клапана так, чтобы регулировочная гайка упиралась в нижний конец нижней втулки штока. Верхняя втулка штока смонтирована и установлена на нижнем участке верхнего корпуса клапана, так что, когда корпус сердечника клапана перемещается вверх, первая ступенчатая поверхность упирается в нижний конец верхней втулки штока.

Предпочтительно, верхний конец нижней втулки штока проходит в радиальном направлении наружу для образования фланца, при этом две противоположные поверхности фланца упираются соответственно во вторую ступенчатую поверхность и верхний наружный край нижнего монтажного отверстия. Фланец снабжен множеством расположенных с промежутком отверстий. Нижний корпус клапана соединен посредством резьбы множеством установочных винтов, которые, соответственно, проходят через указанные расположенные с промежутком отверстия, при этом радиальный размер расположенных с промежутком отверстий больше, чем максимальный радиальный размер головок установочных винтов.

Предпочтительно, между стенкой отверстия верхнего монтажного отверстия, расположенного в верхнем участке верхнего корпуса клапана, и корпусом сердечника клапана образован кольцевой зазор, при этом кольцевой зазор заполнен уплотняющим наполнителем, и корпус сердечника клапана соединен с помощью запрессованной втулки, которая запрессована в уплотняющий наполнитель и предварительно нагружена с помощью крепежной детали.

Предпочтительно, стыкующиеся концы канала, направляющего нефть, и впускного канала для нефти снабжены кольцом седла клапана. На внутренней стенке канала, направляющего нефть, выполнена третья ступенчатая поверхность. Гайка с внутренним шестигранником, которая расположена на третьей ступенчатой поверхности, установлена в канале, направляющем нефть, между кольцом седла клапана и третьей ступенчатой поверхностью. Гайка с внутренним шестигранником снабжена тарельчатой пружиной, которая деформирована под воздействием гайки с внутренним шестигранником, чтобы создавать осевое усилие. Ниже тарельчатой пружины установлено упорное кольцо, которое прижимает кольцо седла клапана под воздействием тарельчатой пружины.

В изобретении также раскрыт блок многоходового клапана, который содержит измерительный трубопровод, множество впускных трубопроводов жидкости и вышеупомянутый многоходовой клапан. Трубопровод подачи жидкости и измерительный трубопровод, оба расположены на одной стороне нижнего конца нижнего корпуса клапана, и трубопроводы подачи жидкости соединены с впускными каналами для нефти, а измерительный трубопровод соединен с измерительным каналом.

Предпочтительно, все впускные отверстия для нефти впускных каналов для нефти и измерительное отверстие измерительного канала выступают из нижнего конца нижнего корпуса клапана, а впускные отверстия для нефти впускных каналов для нефти и впускные трубопроводы жидкости, и измерительное отверстие измерительного канала, и измерительный канал соединены между собой, соответственно, посредством зажимов или быстросъемных соединительных устройств.

По сравнению с предшествующим уровнем техники многоходовой клапан и блок многоходового клапана согласно настоящему изобретению имеют следующие преимущества:

1. Каждый из множества впускных каналов для нефти и измерительный канал проходит насквозь до нижнего конца нижнего корпуса клапана так, что трубопроводы, после их подсоединения, расположены на одной стороне многоходового клапана. Такая конфигурация делает размещение трубопровода простым, и блок многоходового клапана (трубопровод, многоходовой клапан и крепежные детали, вместе называемые блоком многоходового клапана) занимает малое пространство и площадь.

2. Осевой зазор между первой ступенчатой поверхностью поворотного сердечника клапана многоходового клапана, согласно настоящему изобретению, и верхним корпусом клапана является, по существу осевым зазором поворотного сердечника клапана (или корпуса сердечника клапана, то же самое далее). Следовательно, осевой зазор поворотного сердечника клапана может регулироваться при поворачивании регулировочной гайки, и, что более важно, когда температура окружающей среды изменяется, осевое положение поворотного сердечника клапана может быть изменено путем поворачивания регулировочной гайки, так, чтобы компенсировать величину изменения длины поворотного сердечника клапана, так что поворотный сердечник клапана всегда может иметь соответствующий осевой зазор, и так что поворотный сердечник клапана может быть повернут, чтобы приспосабливаться к различным температурам.

3. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения поворотный сердечник клапана установлен в радиальном направлении с помощью верхней втулки штока, выполненной на верхнем корпусе клапана, и нижней втулки штока, выполненной на нижнем корпусе клапана, так что поворотный сердечник клапана может выдерживать определенную радиальную нагрузку, а верхняя втулка штока и нижняя втулка штока являются простыми по конструкции и удобными для установки.

4. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения уплотняющий наполнитель уложен между верхним корпусом клапана многоходового клапана и поворотным сердечником клапана. Уплотняющий наполнитель эффективно предотвращает утечку нефти в многоходовом клапане из верхнего корпуса клапана, такая форма уплотнения является надежной в установке, имеющей длительный срок службы, и не нуждается в обслуживании.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлен схематический вид конструкции варианта реализации многоходового клапана согласно настоящему изобретению;

На фиг. 2 представлена часть А по фиг. 1 в увеличенном виде;

На фиг. 3 представлена часть В по фиг. 1 в увеличенном виде;

На фиг. 4 представлена часть С по фиг. 1 в увеличенном виде;

На фиг. 5 приведен вид слева фиг. 1;

На фиг. 6 представлен схематический вид конструкции другого варианта реализации многоходового клапана согласно настоящему изобретению;

На фиг. 7 приведен вид слева фиг. 6.

Описание ссылочных обозначений

10 - верхний корпус клапана;

11 - коллекторный трубопровод;

20 - нижний корпус клапана;

21 - впускные каналы для нефти;

22 - измерительный канал;

30 - поворотный сердечник клапана;

31 - корпус сердечника клапана;

32 - выступающая часть;

33 - канал, направляющий нефть;

34 - первая ступенчатая поверхность;

35 - вторая ступенчатая поверхность;

36 - третья ступенчатая поверхность;

41 - измерительный трубопровод;

42 - впускные трубопроводы жидкости;

50 - зажимы;

60 - регулировочная гайка;

71 - фланец;

72 - установочные винты;

80 - верхняя втулка штока;

90 - кольцо седла клапана;

91 - гайка с внутренним шестигранником;

92 - тарельчатая пружина;

93 - упорное кольцо;

100 - уплотняющий наполнитель;

102 - гайка.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Чтобы специалисту в данной области был лучше понятен технический принцип настоящего изобретения, далее изобретение будет подробно описано с помощью чертежей и конкретных вариантов реализации.

Как показано на фиг. 1, в варианте реализации настоящего изобретения представлен многоходовой клапан, который используют в среде с высокой температурой и высоким давлением. Многоходовой клапан содержит верхний корпус 10 клапана, нижний корпус 20 клапана, и поворотный сердечник 30 клапана, при этом верхний корпус 10 клапана смонтирован вместе с нижним корпусом 20 клапана, и верхний корпус 10 клапана и нижний корпус 20 клапана уплотнены посредством уплотняющей структуры или уплотняющего элемента между ними. Поворотный сердечник 30 клапана содержит корпус 31 сердечника клапана в виде штока и выступающую часть 32, которая выступает в радиальном направлении из корпуса 31 сердечника клапана. Поворотный сердечник 30 клапана снабжен каналом 33, направляющим нефть, один конец которого проходит через выступающую часть 32 и направлен к верхнему концу нижнего корпуса 20 клапана для образования в нем впускного отверстия для нефти, а другой конец проходит через нижний конец корпуса 31 сердечника клапана для образования в нем выпускного отверстия для нефти. Нижний корпус 20 клапана снабжен множеством впускных каналов 21 для нефти и измерительным каналом 22, при этом множество впускных каналов 21 для нефти проходит через нижний и верхний конец нижнего корпуса 20 клапана для образования в нем, соответственно, впускных отверстий и выпускных отверстий для нефти. Выпускное отверстие для нефти впускного канала 21 для нефти расположено на окружности, имеющей величину радиуса от впускного отверстия для нефти канала 33, направляющего нефть, до его оси, с осью корпуса 31 сердечника клапана в качестве центра окружности, так что, когда корпус 31 сердечника клапана поворачивается, канал 33, направляющий нефть, выполнен с возможностью стыковки с любым из впускных каналов 21 для нефти. Один конец измерительного канала 22 проходит через нижний конец нижнего корпуса 20 клапана для образования его измерительного отверстия, а другой конец сообщается с выпускным отверстием для нефти канала 33, направляющего нефть.

Конструкция многоходового клапана согласно настоящему изобретению оптимизирована. Все множество впускных каналов 21 для нефти и измерительный канал 22 в многоходовом клапане проходят насквозь до нижнего конца нижнего корпуса 20 клапана так, что трубопроводы, после их подсоединения, расположены на одной стороне многоходового клапана. Такая конфигурация делает размещение трубопровода простым, а пространство и площадь, занимаемые блоком многоходового клапана (трубопровод, многоходовой клапан и крепежные детали, вместе называемые блоком многоходового клапана) являются малыми. При этом конструкция многоходового клапана способствует процессу отливки, сокращению стоимости обработки и удобству разборки, и легкости обслуживания.

Впускные каналы 21 нефти и измерительный канал 22 могут быть криволинейными или вертикальными каналами. Чтобы обеспечить плавный поток нефти и снизить стоимость обработки, в предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, как показано на фиг. 1, все множество впускных каналов 21 и измерительный канал 22 являются вертикальными каналами, так что, когда канал 33, направляющий нефть, стыкуется с впускным каналом 21 для нефти, состыкованные впускные каналы 21 для нефти, канал 33, направляющий нефть, и измерительный канал 22 могут образовывать U-образный проточный канал для прохода через него нефти.

Верхний корпус 10 клапана и нижний корпус 20 клапана могут использовать различные конструкции и профили. В предпочтительном варианте настоящего изобретения, как показано на фиг. 1, 5, 6 и 7, нижний корпус 20 клапана снабжен конструкцией в виде диска, наружная сторона верхнего корпуса 10 клапана представляет собой цилиндрическую поверхность, в которой выполнена полость, и полость сообщается с впускными каналами 21 для нефти, а верхний корпус 10 клапана выполнен с коллекторным трубопроводом 11, один конец которого сообщается с полостью в верхнем корпусе 10 клапана и, кроме того, сообщается с впускными каналами 21 для нефти, а другой конец проходит наружу от внешней периферии верхнего корпуса 10 клапана. Как показано на фиг. 1 и 5, коллекторный трубопровод 11 многоходового клапана проходит в тангенциальном направлении к внешней периферии верхнего корпуса 10 клапана, и многоходовой клапан выполнен с возможностью установки по горизонтали, а именно, положение многоходового клапана, показанного на фиг. 5, поворачивают на 90° влево. Коллекторный трубопровод 11 многоходового клапана, как показано на фиг. 6 и 7, проходит в радиальном направлении от середины внешней периферии верхнего корпуса 10 клапана, нижний край отверстия коллекторного трубопровода 11 расположен почти в той же плоскости, что и выпускные отверстия для нефти впускных каналов 21 для нефти, и, данный многоходовой клапан выполнен с возможностью установки по вертикали. Преимущество от расположения указанного коллекторного трубопровода 11 заключается в том, что, когда многоходовой клапан устанавливают различными способами, коллекторный трубопровод 11 обеспечивает возможность того, чтобы примеси, например осадок, осаждались внутри многоходового клапана.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, как показано на фиг. 1-3, верхний корпус 10 клапана снабжен верхним монтажным отверстием, нижний корпус 20 клапана снабжен нижним монтажным отверстием, которое соосно с верхним монтажным отверстием, а измерительный канал 22 на нижнем корпусе 20 клапана сообщается с нижним монтажным отверстием. Поворотный сердечник 31 клапана проходит через верхнее монтажное отверстие верхнего корпуса 10 клапана и нижнее монтажное отверстие нижнего корпуса 20 клапана, а верхний конец корпуса 31 сердечника клапана отходит из верхнего корпуса 10 клапана, и его нижний конец проходит в участок нижнего монтажного отверстия нижнего корпуса 20 клапана. Корпус 31 сердечника клапана не проходит в участок нижнего монтажного отверстия, когда установлена регулировочная гайка 60, упирающаяся в нижний конец корпуса 31 сердечника клапана. Регулировочная гайка 60 представляет собой гайку с внутренним шестигранником, внешняя периферия которой снабжена наружной резьбой, и регулировочная гайка 60 соединена посредством резьбы с нижним монтажным отверстием. Первая кольцевая ступенчатая поверхность 34, обращенная к верхнему корпусу 10 клапана, образована на корпусе 31 сердечника клапана вблизи нижнего конца верхнего корпуса 10 клапана, при этом корпус 31 сердечника клапана равен ступенчатому штоку, имеющему заплечик штока, и первая ступенчатая поверхность равна заплечику штока ступенчатого штока. Таким образом, регулировочную гайку 60 регулируют с использованием специального инструмента, проходящего внутрь от измерительного канала 22, чтобы принудить поворотный сердечник 30 клапана перемещаться вверх и вниз, так, чтобы регулировать осевой зазор между первой ступенчатой поверхностью 34 и верхним корпусом 10 клапана.

Из вышесказанного можно понять, что осевой зазор между первой ступенчатой поверхностью 34 и верхним корпусом 10 клапана является, по существу, осевым зазором поворотного сердечника 30 клапана (или корпуса 31 сердечника клапана, то же самое далее). То есть, величина свободного хода по оси поворотного сердечника 30 клапана равна осевому зазору между поворотным сердечником 30 клапана и верхним корпусом 10 клапана. При поворачивании регулировочной гайки 60 может быть компенсирована различная величина удлинения поворотного сердечника 30 клапана вследствие различных температур, так чтобы поворотный сердечник 30 клапана имел соответствующий осевой зазор при различных температурах, и чтобы поворотный сердечник 30 клапана можно было поворачивать, приспосабливаясь к различным температурам.

Осевой зазор поворотного сердечника 30 клапана многоходового клапана согласно настоящему изобретению является регулируемым в большом диапазоне регулировки. Поэтому поворотный сердечник 30 клапана может поворачиваться, приспосабливаясь к относительно большому диапазону температур, особенно в среде с высокой температурой, благодаря поворачиванию регулировочной гайки 60, поворотный сердечник 30 клапана не будет заклиниваться из-за излишней величины удлинения.

Чтобы добиться установки в заданном положении в радиальном направлении поворотного сердечника 30 клапана, в предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, как показано на фиг. 1-3, предусмотрена верхняя втулка 80 штока между верхним монтажным отверстием и корпусом 31 сердечника клапана, и нижняя втулка 70 штока между нижним монтажным отверстием и корпусом 31 сердечника клапана. Верхняя втулка 80 штока установлена с посадкой с натягом относительно верхнего корпуса 10 клапана, и верхняя втулка 80 штока установлена с посадкой с зазором относительно поворотного сердечника 30 клапана, чтобы препятствовать поворачиванию верхней втулки 80 вместе с корпусом 31 сердечника клапана. Твердость верхней втулки 80 штока и нижней втулки 70 штока меньше, чем твердость корпуса 31 сердечника клапана, чтобы величина износа корпуса 31 сердечника клапана была меньше, чем величина износа верхней втулки 80 штока и нижней втулки 70 штока, это также препятствует царапанию верхней втулкой 80 штока и нижней втулкой 70 штока поверхности корпуса 31 сердечника клапана при поворачивании корпуса 31 сердечника клапана. Кроме того важно, если корпус 31 сердечника клапана имеет такую же твердость, как верхняя втулка 80 штока и нижняя втулка 70 штока, корпус 31 сердечника клапана легко заклинивается. Благодаря разнице в твердости между корпусом 31 сердечника клапана и верхней втулкой 80 штока и нижней втулкой 70 штока, поворачивание корпуса 31 сердечника клапана является более приспосабливаемым, что может эффективно препятствовать заклиниванию корпуса 31 сердечника клапана. Предпочтительно, разница между твердостью корпуса 31 сердечника клапана и твердостью верхней втулки 80 штока и нижней втулки 70 штока составляет от HRC5 до HRC6 (от 5 до 6 единиц твердости по шкале С Роквелла). В настоящем изобретении корпус 31 сердечника клапана образован со второй ступенчатой поверхностью 35, которая упирается в верхний конец нижней втулки 70 штока, а нижний конец нижней втулки 70 штока выступает из нижнего конца корпуса 31 сердечника клапана и упирается в регулировочную гайку 60. Верхняя втулка 80 штока установлена на нижнем участке верхнего корпуса 10 клапана, и верхняя втулка 80 штока установлена таким образом, что, когда корпус 31 сердечника клапана перемещается вверх, первая ступенчатая поверхность 34 упирается в нижний конец верхней втулки 80 штока. Таким образом, регулировочная гайка 60 перемещает корпус 31 сердечника клапана вверх и вниз, нажимая на нижнюю втулку 70 штока, так, чтобы предотвратить сопротивление к повороту корпуса 31 сердечника клапана, могущее возникать из-за того, что регулировочная гайка 60 непосредственно упирается в корпус 31 сердечника клапана. Поскольку корпус 31 сердечника клапана, после перемещения вверх, упирается в верхнюю втулку 80 штока, а не в нижний конец верхнего корпуса 10 клапана, нижний конец верхнего корпуса 10 клапана не обязательно должен быть обработанным, что сокращает стоимость обработки.

Чтобы предотвратить поворачивание нижней втулки 70 штока с поворотным сердечником 30 клапана, в предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, как показано на фиг. 1 и 2, верхний конец нижней втулки 70 штока проходит в радиальном направлении наружу для образования фланца 71 с двумя противоположными поверхностями фланца 71, упирающимися во вторую ступенчатую поверхность 35 и верхний наружный край нижнего монтажного отверстия, соответственно. Фланец 71 снабжен множеством расположенных с промежутком отверстий. Нижний корпус 20 клапана соединен посредством резьбы множеством установочных винтов 72, которые, соответственно, проходят через расположенные с промежутком отверстия, а радиальные размеры расположенных с промежутком отверстий больше, чем максимальный радиальный размер головок установочных винтов 72. Таким образом, нижняя втулка 70 штока не будет поворачиваться вместе с корпусом 31 сердечника клапана благодаря ограничительному действию установочных винтов 72. Чтобы предотвратить утечку нефти в многоходовом клапане из зазора между нижней втулкой 70 штока и нижним корпусом 20 клапана и из зазора между нижней втулкой 70 штока и корпусом 31 сердечника клапана, согласно настоящему изобретению предусмотрено уплотнительное кольцо между нижней втулкой 70 штока и нижним корпусом 20 клапана и между нижней втулкой 70 штока и корпусом 31 сердечника клапана.

Чтобы предотвратить утечку нефти в многоходовом клапане из зазора между верхним корпусом 10 клапана и корпусом 31 сердечника клапана, необходимо образовать уплотнение между верхним корпусом 10 клапана и корпусом 31 сердечника клапана. Конкретно, как показано на фиг. 1, в верхнем конце верхнего монтажного отверстия выполнено отверстие, обработанное зенкованием, при этом стенка отверстия, обработанного зенкованием образует кольцевой зазор с корпусом 31 сердечника клапана, и кольцевой зазор заполнен уплотняющим наполнителем 100 (материалом уплотняющего наполнителя 100 может быть графит). Запрессованная втулка 101 установленная на корпусе 31 сердечника клапана, прижимает уплотняющий наполнитель 100, и предварительно нагружена с помощью крепежных деталей, так что запрессованная втулка 101 всегда поддерживает определенное давление на уплотняющий наполнитель 100. Крепежные детали в настоящем изобретении представляют собой шпильку с двумя участками резьб, которая закреплена посредством резьбы на верхней торцевой поверхности верхнего корпуса 10 клапана, и на шпильке с двумя участками резьб установлена гайка 102. Давление запрессованной втулки 101 на уплотняющий наполнитель 100 регулируется путем вращения гайки 102, так что уплотняющий наполнитель 100 может оказывать достаточный уплотняющий эффект при различных температурах и давлениях.

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, когда корпус 31 сердечника клапана поворачивают в положение, в котором канал 33, направляющий нефть, стыкуется с одним из впускных каналов 21 для нефти, чтобы добиться уплотнения канала 33, направляющего нефть, и впускных каналов 21 для нефти, как показано на фиг. 1 и 4, на стыкующихся концах канала 33, направляющего нефть, и впускного канала 21 для нефти установлено кольцо 90 седла клапана, а на внутренней стенке канала 33, направляющего нефть, сформирована третья ступенчатая поверхность 36. Гайка 91 с внутренним шестигранником, которая расположена на третьей ступенчатой поверхности 36, установлена в канале 33, направляющем нефть, между кольцом 90 седла клапана и третьей ступенчатой поверхностью 36, и гайка 91 с внутренним шестигранником снабжена тарельчатой пружиной 92, которая деформируется под воздействием гайки 91 с внутренним шестигранником, чтобы создавать осевое усилие. Для прижимания кольца 90 седла клапана вниз под воздействием тарельчатой пружины 92, ниже тарельчатой пружины 92 установлено упорное кольцо 93.

Перед работой многоходового клапана в среде с высокой температурой и высоким давлением регулировочную гайку 60 поворачивают против часовой стрелки с помощью специального инструмента на угол от 70 до 90 градусов, так чтобы поддерживать осевой зазор поворотного сердечника 30 клапана от 0,58 мм до 0,75 мм. Таким образом, когда многоходовой клапан работает при высокой температуре и высоком давлении, поворотный сердечник 30 клапана имеет достаточный осевой зазор для поворачивания с его приспосабливанием после теплового расширения.

В настоящем изобретении также раскрыт блок многоходового клапана, содержащий, как показано на фиг. 1 и 5, множество впускных трубопроводов 42 жидкости, измерительный трубопровод 41, коллекторный трубопровод и крепежные элементы, кроме того, он также содержит вышеупомянутый многоходовой клапан. Все множество впускных трубопроводов 42 жидкости и измерительный трубопровод 41 расположены на одной стороне нижнего конца нижнего корпуса 20 клапана, и множество трубопроводов 42 подачи жидкости соединено (способом взаимно-однозначного соответствия) с множеством впускных каналов 21 для нефти. Измерительный трубопровод 41 соединен с измерительным каналом 22, и коллекторный трубопровод соединен с измерительным трубопроводом 11. В настоящем изобретении все впускные отверстия для нефти впускных каналов 21 для нефти и измерительное отверстие измерительного канала 22 выступают из нижнего конца нижнего корпуса 20 клапана, а впускные отверстия для нефти впускных каналов 21 для нефти и впускные трубопроводы 42 жидкости, а также измерительное отверстие измерительного канала 22 и измерительный трубопровод 41 соединены с помощью зажимов 50 или быстросъемных соединительных устройств, соответственно. Благодаря зажимам 50 или быстросъемным соединительным устройствам (на фиг. 1, 5, 6 и 7 показан способ соединения посредством зажимов 50), соединения трубопроводов являются более удобными и быстрыми.

Таким образом, преимущества многоходового клапана и блока многоходового клапана согласно настоящему изобретению заключаются в следующем:

1. Все множество впускных каналов 21 для нефти и измерительный канал 22 в многоходовом клапане согласно настоящему изобретению проходят насквозь до нижнего конца нижнего корпуса 20 клапана так, что трубопроводы, после их подсоединения, расположены на одной стороне многоходового клапана. Такая конфигурация делает размещение трубопровода простым, кроме того, пространство и площадь, занимаемые блоком многоходового клапана (многоходовой клапан, трубопровод и крепежные детали, вместе называемые блоком многоходового клапана) являются малыми.

2. В настоящем изобретении оптимизирована конструкция многоходового клапана, что делает многоходовой клапан более удобным для отливки, экономит расходы на обработку, и его легко разбирать и обслуживать.

3. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения впускные каналы для нефти и измерительный канал многоходового клапана соединены с соответствующими трубопроводами посредством быстросъемных соединительных устройств или зажимов 50. Они заменяют фланцевые соединения предшествующего уровня техники и делают соединение более быстрым и более удобным.

4. Осевой зазор между первой ступенчатой поверхностью 34 поворотного сердечника 30 клапана и верхним корпусом 10 клапана многоходового клапана, согласно настоящему изобретению, является, по существу осевым зазором поворотного сердечника 30 клапана (или корпуса сердечника клапана, то же самое далее). Таким образом, осевой зазор поворотного сердечника 30 клапана может регулироваться при поворачивании регулировочной гайки 60. И, что более важно, когда температура окружающей среды изменяется, осевое положение поворотного сердечника 30 клапана может быть изменено путем поворота регулировочной гайки 60, чтобы компенсировать величину изменения длины поворотного сердечника 30 клапана, так что поворотный сердечник 30 клапана всегда может иметь соответствующий осевой зазор, и так что поворотный сердечник 30 клапана можно поворачивать, приспосабливаясь к различным температурам.

5. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения поворотный сердечник 30 клапана установлен в радиальном направлении с помощью верхней втулки 80 штока, установленной на верхнем корпусе 10 клапана, и нижней втулки 70 штока, установленной на нижнем корпусе 20 клапана, так что поворотный сердечник 30 клапана может выдерживать определенную радиальную нагрузку, а конструкции верхней втулки 80 штока и нижней втулки 70 штока являются простыми и удобными для установки.

6. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения уплотняющий наполнитель 100 уложен между верхним корпусом 10 клапана и поворотным сердечником 30 клапана многоходового клапана. Уплотняющий наполнитель 100 эффективно предотвращает утечку нефти в многоходовом клапане из верхнего корпуса клапана 10. Такая форма уплотнения является надежной в установке, имеющей длительный срок службы, и не нуждается в обслуживании.

Приведенные варианты осуществления представляют собой только иллюстративные варианты реализации настоящего изобретения и не служат для ограничения изобретения, в то время как объем защиты настоящего изобретения определяется формулой изобретения. Специалист в данной области техники может вносить различные изменения или эквивалентные замены в настоящее изобретение в пределах его сущности и объема защиты, и указанные изменения или эквивалентные замены следует рассматривать как подпадающие под объем защиты настоящего изобретения.

Многоходовой клапан содержит верхний корпус клапана, нижний корпус клапана и поворотный сердечник клапана. Поворотный сердечник клапана содержит корпус сердечника клапана в виде штока и выступающую часть, которая выступает в радиальном направлении из корпуса сердечника клапана. Поворотный сердечник клапана снабжен каналом, направляющим нефть, один конец которого проходит через выступающую часть в направлении верхнего конца нижнего корпуса клапана для образования в нем впускного отверстия для нефти, а другой конец проходит через нижний конец корпуса сердечника клапана для образования в нем выпускного отверстия для нефти. Нижний корпус клапана снабжен множеством впускных каналов для нефти и измерительным каналом, при этом множество впускных каналов для нефти проходит через нижний и верхний концы нижнего корпуса клапана для образования в нем соответственно впускных отверстий и выпускных отверстий для нефти. Выпускное отверстие для нефти впускного канала для нефти расположено на окружности, имеющей величину радиуса от впускного отверстия для нефти канала, направляющего нефть, до его оси, при этом центром окружности является ось корпуса сердечника клапана, так что когда корпус сердечника клапана поворачивается, канал, направляющий нефть, выполнен с возможностью стыковки с любым из впускных каналов для нефти. Один конец измерительного канала проходит через нижний конец нижнего корпуса клапана для образования его измерительного отверстия, а другой конец сообщается с выпускным отверстием для нефти канала, направляющего нефть. Верхний корпус клапана и нижний корпус клапана соответственно снабжены соосным верхним монтажным отверстием и нижним монтажным отверстием. Верхний конец корпуса сердечника клапана проходит через верхнее монтажное отверстие и отходит из него, а его нижний конец расположен в нижнем монтажном отверстии. Корпус сердечника клапана, расположенный ниже верхнего корпуса клапана, выполнен с первой ступенчатой поверхностью, обращенной к верхнему корпусу клапана. Регулировочная гайка, расположенная ниже корпуса сердечника клапана, установлена в нижнем монтажном отверстии, при этом регулировочная гайка соединена посредством резьбы со стенкой отверстия нижнего монтажного отверстия. Корпус сердечника клапана выполнен с возможностью перемещения вверх и вниз при регулировке регулировочной гайкой так, чтобы регулировать осевой зазор между первой ступенчатой поверхностью и верхним корпусом клапана. Также в изобретении раскрыт блок многоходового клапана. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Многоходовой клапан, содержащий верхний корпус клапана, нижний корпус клапана и поворотный сердечник клапана,

отличающийся тем, что

поворотный сердечник клапана содержит корпус сердечника клапана в виде штока и выступающую часть, которая выступает в радиальном направлении из корпуса сердечника клапана; причем

поворотный сердечник клапана снабжен каналом, направляющим нефть, один конец которого проходит через выступающую часть в направлении верхнего конца нижнего корпуса клапана для образования в нем впускного отверстия для нефти, а другой конец проходит через нижний конец корпуса сердечника клапана для образования в нем выпускного отверстия для нефти;

нижний корпус клапана снабжен множеством впускных каналов для нефти и измерительным каналом, при этом множество впускных каналов для нефти проходит через нижний и верхний концы нижнего корпуса клапана для образования в нем соответственно впускных отверстий и выпускных отверстий для нефти;

выпускное отверстие для нефти впускного канала для нефти расположено на окружности, имеющей величину радиуса от впускного отверстия для нефти канала, направляющего нефть, до его оси, при этом центром окружности является ось корпуса сердечника клапана, так что, когда корпус сердечника клапана поворачивается, канал, направляющий нефть, выполнен с возможностью стыковки с любым из впускных каналов для нефти; и

один конец измерительного канала проходит через нижний конец нижнего корпуса клапана для образования его измерительного отверстия, а другой конец сообщается с выпускным отверстием для нефти канала, направляющего нефть, причем

верхний корпус клапана и нижний корпус клапана соответственно снабжены соосным верхним монтажным отверстием и нижним монтажным отверстием;

верхний конец корпуса сердечника клапана проходит через верхнее монтажное отверстие и отходит из него, а его нижний конец расположен в нижнем монтажном отверстии;

корпус сердечника клапана, расположенный ниже верхнего корпуса клапана, выполнен с первой ступенчатой поверхностью, обращенной к верхнему корпусу клапана;

регулировочная гайка, расположенная ниже корпуса сердечника клапана, установлена в нижнем монтажном отверстии, при этом регулировочная гайка соединена посредством резьбы со стенкой отверстия нижнего монтажного отверстия; и

корпус сердечника клапана выполнен с возможностью перемещения вверх и вниз при регулировке регулировочной гайкой так, чтобы регулировать осевой зазор между первой ступенчатой поверхностью и верхним корпусом клапана.

2. Многоходовой клапан по п. 1, отличающийся тем, что

указанное множество впускных каналов для нефти и измерительный канал представляют собой вертикальные каналы, так что, когда канал, направляющий нефть, состыкован с впускным каналом для нефти, состыкованные впускные каналы для нефти, канал, направляющий нефть, и измерительный канал образуют U-образный проточный канал для прохода через него жидкой нефти.

3. Многоходовой клапан по п. 1, отличающийся тем, что

внутреннее пространство верхнего корпуса клапана образовано полостью, сообщающейся с впускными каналами для нефти, а

наружная часть верхнего корпуса клапана представляет собой цилиндрическую поверхность,

при этом на верхнем корпусе клапана выполнен коллекторный трубопровод, проходящий наружу от внешней периферии верхнего корпуса клапана и сообщающийся с полостью.

4. Многоходовой клапан по п. 1, отличающийся тем, что

между верхним монтажным отверстием и корпусом сердечника клапана установлена верхняя втулка штока;

между нижним монтажным отверстием и корпусом сердечника клапана установлена нижняя втулка штока;

корпус сердечника клапана выполнен со второй ступенчатой поверхностью, упирающейся в верхний конец нижней втулки штока;

нижний конец нижней втулки штока выступает из нижнего конца корпуса сердечника клапана, так что регулировочная гайка упирается в нижний конец нижней втулки штока; и

верхняя втулка штока смонтирована на нижнем участке верхнего корпуса клапана так, что когда корпус сердечника клапана перемещается вверх, первая ступенчатая поверхность упирается в нижний конец верхней втулки штока.

5. Многоходовой клапан по п. 4, отличающийся тем, что

верхний конец нижней втулки штока проходит в радиальном направлении наружу для образования фланца, причем две противоположные стороны фланца упираются соответственно во вторую ступенчатую поверхность и верхний наружный край нижнего монтажного отверстия;

фланец снабжен множеством расположенных с промежутком отверстий; и

нижний корпус клапана соединен посредством резьбы с множеством установочных винтов, которые соответственно проходят через указанные расположенные с промежутком отверстия, при этом радиальный размер расположенных с промежутком отверстий больше, чем максимальный радиальный размер головок установочных винтов.

6. Многоходовой клапан по п. 1, отличающийся тем, что

между стенкой отверстия верхнего монтажного отверстия, расположенного в верхнем участке верхнего корпуса клапана, и корпусом сердечника клапана образован кольцевой зазор,

при этом кольцевой зазор заполнен уплотняющим наполнителем, а

корпус сердечника клапана соединен с помощью запрессованной втулки, которая запрессована в уплотняющий наполнитель и предварительно нагружена с помощью крепежных деталей.

7. Многоходовой клапан по п. 1, отличающийся тем, что

стыкующиеся концы канала, направляющего нефть, и впускного канала для нефти снабжены кольцом седла клапана;

на внутренней стенке канала, направляющего нефть, выполнена третья ступенчатая поверхность;

гайка с внутренним шестигранником, которая расположена на третьей ступенчатой поверхности, установлена в канале, направляющем нефть, между кольцом седла клапана и третьей ступенчатой поверхностью;

на гайке с внутренним шестигранником установлена тарельчатая пружина, причем тарельчатая пружина деформирована под воздействием гайки с внутренним шестигранником, чтобы создавать осевое усилие; и

ниже тарельчатой пружины установлено упорное кольцо для прижимания вниз кольца седла клапана под воздействием тарельчатой пружины.

8. Блок многоходового клапана, содержащий измерительный трубопровод и множество впускных трубопроводов жидкости, отличающийся тем, что

блок многоходового клапана дополнительно содержит многоходовой клапан по любому из пп. 1-7; при этом

впускной трубопровод жидкости и измерительный трубопровод расположены на одной стороне нижнего конца нижнего корпуса клапана;

впускной трубопровод жидкости соединен с впускными каналами для нефти; и

измерительный трубопровод соединен с измерительным каналом.

9. Блок многоходового клапана по п. 8, отличающийся тем, что

указанные впускные отверстия для нефти впускных каналов для нефти и измерительное отверстие измерительного канала выступают из нижнего конца нижнего корпуса клапана, причем

впускное отверстие для нефти впускного канала для нефти соединено с впускным трубопроводом жидкости, а

измерительное отверстие измерительного канала соединено с измерительным трубопроводом соответственно посредством зажимов или быстросъемных соединительных устройств.